6班電流と磁界 250421 冨吉静 250427 原優太 250432 藤川聡士 250440 宮本信也 250445 吉田祐斗 ○学習指導要領及び学習指導要領解説分析電流と磁界理科の有用性電流がつくる磁界・磁石や電流が流れているコイルの周りの磁界を磁力線を用いて理解する。・電流の大きさ・方向によって磁界が変化する。電流が受ける力電磁誘導と発電・電流が磁界から力を受けることを電気ブランコなどの実験で解する。・コイルと磁石の運動で誘導電流が得られることを実験を通して理解する。・この原理を身近なものであるモーターなどと関連付けさせる。・磁石またはコイルを動かす向きや磁極によって誘導電流の向きが変化する。・電流の向きや磁界の向きによって電流が受ける力の向きが変化する。・直流と交流の違いを発光ダイオードなどの実験で理解する。教科書比較〇科学用語について磁界や磁力線,電磁誘導など普段目にしないイメージしにくい科学用語が多い。定義は短く,簡単な言葉でモデルを使ってイメージが持てるように説明する。重要語句定義の提案磁力磁石の力磁界磁力のはたらく空間磁界の向き磁界の中で,方位磁針のN極が指す向き磁力線磁針のN極の指す向きをなめらかにつないだ線電磁誘導コイルの中の磁界が変化すると,コイルに電圧が生じ,電流が流れる現象誘導電流電磁誘導に生じる電流直流電流＋極と－極が決まっていて,一定の向きに流れる電流交流電流電流の向きが周期的に入れかわっている電流周波数交流で,電流の変化が一秒間に繰り返す回数ヘルツ周波数の単位モデル教科書比較〇観察・実験・コイルのまわりにできる磁界の様子を調べる実験・導線が磁界から受ける力を調べる実験・電磁誘導の実験・直流電流と交流電流の違いを調べる実験(教育出版) 直流電流と交流電流の違いを視覚的に確認できる。・磁石や電磁石の磁界の様子を調べる実験(大日本図書) コイルのまわりに発生する磁界と磁石や電磁石のつくる磁界と比較することで,より深い理解へつながる。コイルのまわりにできる磁界の様子を調べる実験・５社すべてが鉄粉と方位磁針を用いて磁界の様子を調べていた。・コイルの巻き数が出版社によって違った。・方位磁針を用いることで磁界の向きを知ることが出来るためもっともよい教材である。・もっともよいコイルの巻き数を調べる必要がある。・電流の強さを変えることで,磁界の強さがどのように変わるか実験するとよい。導線が磁界から受ける力を調べる実験・電流を流すものがコイル,アルミパイプ,アルミニウムはく,太い銅線など様々であった。・５社中３社がショート回路にならないように抵抗を繋いでいた。・磁石の強さを変えて実験していたのは１社のみであった。・より多くのものに電流を流してみるのがよい。・安全のため,必ず抵抗はつなぐべきである。・磁界の強さによって導線に働く力が変わることを学習するため,磁石の強さを変える実験も行うとよい。電磁誘導の実験・正方形のコイルを用いているところと円形のコイルを用いているところがあった。・５社ともコイルに磁石を出し入れする実験を行っていたが,１社だけコイルを動かす実験も行っていた。・より強い電流を発生させる条件を調べる際,コイルを出し入れする速さに注目させていたがコイルの巻き数にも注目させていたのは１社だけだった。・正方形のコイルと円形のコイルどちらがよいのか調べる必要がある。・コイル内の磁界の変化で電流が発生することを捉えさせるため, コイルと磁石を動かす２種類の実験を行うとよい。・強い電流を発生させる磁石を出し入れする速さ・出し入れする磁石の速さ・コイルの巻き数の3つの条件を調べるとよい。教科書比較〇学びのストーリー・５社とも磁界→電流の磁界によって受ける力 →直流と交流という大まかな流れは同じ。・１社のみ小学校第５学年での学習の想起をしている。・５社ともモーターの仕組みから電流の磁界によって受ける力を学んでいる。小学校第５学年での学習を想起磁石のまわりの磁界電流のまわりの磁界磁界モーターの仕組み電磁誘導と誘導電流電流の磁界によって受ける力直流と交流直流と交流１．磁石，電磁石の周りの磁界を調べる観察・実験１．磁石，電磁石の周りの磁界を調べる観察・実験棒磁石の周りの磁界Ｓ極Ｎ極１．磁石，電磁石の周りの磁界を調べる観察・実験鉄粉が多すぎて磁界がよく分からない１．磁石，電磁石の周りの磁界を調べる観察・実験電磁石の周りの磁界電流の向きを逆にすると・・・２．コイルの周りの磁界の様子を調べる観察・実験２．コイルの周りの磁界の様子を調べる観察・実験コイルの周りの磁界電流の流れる向電流の流れる向きに対して右ねじ方きを逆にする向に磁界ができたと・・・３.導線や電流の流れているアルミホイルが磁界から受ける力を調べる観察・実験３.導線や電流の流れているアルミホイルが磁界から受ける力を調べる観察・実験実験の目的電流を流したコイルや導線，アルミホイルなどが磁石の発生させる磁界からどのような力を受けるか調べる。実験の概要・左図のようなブランコ上の装置を使い確かめる・アルニコ磁石を使用⇒通常,Ｕ字磁石を使用・実験により確認する「電流の向き」「磁界の向き」の組み合わせは以下のとおりである。ＮＮＳＳＳＳＮＮ３.導線や電流の流れているアルミホイルが磁界から受ける力を調べる観察・実験ＮＮＳＳＳＳＮＮ３.導線や電流の流れているアルミホイルが磁界から受ける力を調べる観察・実験実際の実験では・・・また・・・ブランコ状の装置がない場合はアルミホイルでも代用できる。メリット ⇒簡単に確かめることができるデメリット ⇒磁力が弱いと現象が見えにくいアルミホイルでも同様の結果が出てくる３.導線や電流の流れているアルミホイルが磁界から受ける力を調べる観察・実験以上のことから考えること観察・実験の器具が揃っているとき ⇒ブランコ状の装置を使って観察・実験を行う。観察・実験の器具が揃っていないとき ⇒アルミホイルを使って観察・実験を行う注意点 ①アルニコ磁石の扱いに気を付ける磁力が非常に強いため，アルニコ磁石とアルニコ磁石をくっつけないようにしたり，磁石にくっつく物にアルニコ磁石をくっつけないようにしたりする ②コイルが熱を持つのでコイルには安易に触れないコイルは，電流が流れている間は熱を持つので，観察・実験が終わった班や生徒から電源装置の電源を切るなどしてコイルが熱を持たないようにする４．電磁誘導の観察・実験４．電磁誘導の観察・実験実験の目的 ①コイルに磁石を出し入れすることにより電流が発生すること ②出し入れするときの磁石の磁極により電流の流れる向きが違うこと ③磁石を出す時，入れる時で電流の流れる向きが違うことこの3点について気づかせる実験の概要検流計とコイルをつないだ回路を準備し，コイルに磁石を出し入れして，電流を発生させるというもの４．電磁誘導の観察・実験ＳＮＮＳＳＮＮＳ４．電磁誘導の観察・実験実験上の注意点あまり弱い磁石を使うと・・・流れる電流が小さくなり，検流計の振れ幅が小さくなり、“＋” と“－”のどちらの方向に検流計の針が振れたか分かりづらくなり，磁石を出し入れした際の電流の向きが観察しづらい ⇒使う磁石は弱すぎないものを使うと良いと考えられる。コイルに出し入れする磁石をアルニコ磁石にする場合 ⇒アルニコ磁石の扱いに気を付けるということである。コイルが熱くなるということはないので，その点における注意は必要ないと考えられる。５.直流と交流の電流を調べる観察・実験５.直流と交流の電流を調べる観察・実験 ●直流の電流・発光ダイオードの＋端子に電源の＋極をつなぐ。 →正常に点灯する。・発光ダイオードの－端子に電源の＋極をつなぐ。 →点灯しない。電流の向きは常に一定である ●交流の電流・発光ダイオードのどちらの端子に電源のどちらの極をつないでも点灯する。電流の向きは交互に変わりつづけている。５.直流と交流の電流を調べる観察・実験 ●直流電源から電流を受けた発光ダイオードの光り方 ●交流電源から電流を受けた発光・片方のみ点灯する。・（発光ダイオードの端子を逆にてしも）二つとも点灯する。ダイオードの光り方５.直流と交流の電流を調べる観察・実験発光ダイオードの観察交流電流直流電流５.直流と交流の電流を調べる観察・実験実験を行って・・・ ○直流の電源をとして使用する電池の個数は２つでよい。乾電池２個乾電池１個 ○発光ダイオードは熱くなるので注意が必要である。 ○発行ダイオードの端子は鋭いので危険である。ご清聴ありがとうございました。